CMIR-4,5で照射した酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼被覆管(温間加工材)の照射後強度特性評価

The evaluation of irradiation effect on the mechanical properties of the oxide dispersion strengthened ferritic steel claddings irradiated at JOYO/CMIR-4&5

吉武 庸光 ; 大森 雄; 宮川 俊一

not registered; not registered; Miyakawa, Shunichi

サイクル機構で開発を進めている参加物分散強化型(Oxide Dispersion Strengthened: ODS)フェライト鋼の基本的な中性子照射特性、特に照射後の機械的性質(強度・延性)を把握するために、「常陽」CMIR-4, CMIR-5にて照射された開発初期試作被覆管(1DS, 1DK)について引張試験、リング引張試験、バースト試験ミニチュアシャルピー衝撃試験を行った。本1DS,1DK鋼は温間加工を用いて製管され、また管軸方向と周方向で内圧クリープ強度の異方性を有する等、現行の組織制御を適用した改良鋼種とは異なっているが、ODSフェライト鋼の基本的な照射特性を評価する上では大変貴重なデータである。本報告書では、上述した各照射後機械試験データをもとに1DS, 1DK被覆管の強度・延性特性に及ぼす中性子照射効果を評価した。本試験・評価で得られた主な結果は以下の通りである。1)本照射条件範囲では、1DS, 1DK鋼では照射硬化による強度の上昇がPNC316等のオーステナイト系鋼種よりも高温域(約600650)まで維持された。2)材料特有の結晶組織(竹状組織)に起因して、照射後においても、短時間強度試験における管軸方向の強度特性に対して周方向の強度がやや劣る傾向を示した。3)伸び特性については、2)と同様の理由から、照射後の周方向の延性は管軸方向に比較して著しく低い値を示した。4)本照射条件範囲では、照射による延性低下は顕著でなく、衝撃特性(ミニチュアシャルピー試験)の低下は殆ど見られなかった。5)組織観察の結果、本1DS, 1DKでは照射材では粒界にラベース相が析出した以外は照射前後での大きな組織変化は観察されず、酸化粒子とその分散状態が中性子照射に対して安定であることが示唆された。

The effect of fast neutron irradiation on the mechanical properties of the oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steel claddings (1DS & 1DK) which were manufuctured by warm working as the first trial cladding tube manufucturing in JNC, were investigated. The samples were irradiated in JOYO/CMIR-4&5. Uni-axial tensile test, ring-tensile test, burst test and miniaturized Charpy impact test were carried out to study the mechanical properties such as strength and elongation, of irradiated ODS ferritic claddings. The results of this study showed that there was no considerable deterioration on the mechanical properties of these ODS ferritic steel cladding samples under the irradiation conditions examined. The results obtained in this study are as follows; (1)The increase in strength due to irradiation hardening appeared in higher temperatures (600,650C) than that of austenitic steels such as PNC316. (2)There was an anisotropy in the short time range strengths after irradiation due to its particular crystalline structure so called "bamboo structure". (3)The elongation of hoop direction after irradiation was significantly tended to be much lower than that of longitudinal direction because of its particular "bamboo structure". (4)There was no obvious decrease in elongation and miniaturized Charpy impact properties under irradiation conditions examined. (5)TEM observation showed that there was no significant change in microstructure before and after irradiation except the precipitation of Laves phase on grain boundary after irradiation and that YO particles and their fine distribution might be stable during irradiation.